science >> Wetenschap >  >> Fysica

Principes van hefbomen

Een hendel is een eenvoudige machine die uit drie delen bestaat: twee laadarmen en een draaipunt. Soms worden de twee armen aangeduid als de krachtarm en de lastarm, om te onderscheiden welke arm de beweging initieert. Hefbomen zijn er in drie klassen.

Overdracht van koppel

Hefbomen zijn oude hefwerktuigen die duizenden jaren oud zijn. Een persoon spant een plank onder een last, gebruikt een draaipunt om de plank een zwenkpunt te geven en tilt de last op door kracht op het tegenoverliggende uiteinde van de plank uit te oefenen. Het product van de kracht en de afstand tot het draaipunt is het toegepaste koppel. Als het koppel op de plank groter is dan de belasting aan het andere uiteinde, tilt de plank de lading.

Evenwichtswaarde

Een hefboom bereikt een evenwicht wanneer de krachten op elk van zijn armen worden uitgeoefend, in met betrekking tot het draaipunt, zijn hetzelfde. In de regel geldt dat hoe dichter een kracht bij het draaipunt zit, hoe minder kracht de hefboom aan het andere uiteinde nodig heeft om een ​​evenwicht te bereiken. Bovendien kan het vermogen van een hendel worden versterkt of verkleind door de krachten te veranderen of door de positie van het draaipunt te wijzigen, waardoor één belastingsarm wordt verlengd en een ander wordt verkort.

Positie van fulcrum

Klasse- 1 hendels hebben het draaipunt gelegen tussen de belasting en de kracht. Een teeter-totter is een voorbeeld van een klasse-1-hendel. Klasse-2 hevels hebben de belasting gelegen tussen de kracht en het steunpunt. Een kruiwagen is een bekend voorbeeld van een klasse-2-hendel, met het draaipunt aan het stuur, de kracht aan de handgrepen en de lading in de kruiwagen ertussen. Klasse-3 hendels hebben de kracht die zich bevindt tussen het draaipunt en de laadarm. Hengels zijn een goed voorbeeld van een hefboom klasse-3, met de elleboog van de visser als draaipunt, de hand van de visser als de kracht en het kunstaas dat de visser als last werpt.